Desenvolvimento de um Índice Multimétrico de Integridade Ecológica para córregos na área urbana de Campo Grande (Mato Grosso do Sul), baseado em macroinvertebrados bentônicos

Abstract

A poluição das águas é um problema crescente, principalmente nos cursos d’água que cortam os centros urbanos, os quais recebem grande parte de efluentes residenciais comerciais e até industriais. O pouco controle que existe é feito por meio de análises físicas, químicas e bacteriológicas. A falta da alternativa biológica pode ser devido à falta de pesquisas que facilitem o desenvolvimento de índices que embasem o monitoramento e controle da poluição. No Brasil estes estudos ainda estão começando e, em Mato Grosso do Sul, são mais raros, em especial, para área urbana. Por este motivo, este estudo propôs desenvolver a caracterização das comunidades de macroinvertebrados bentônicos na região urbana de Campo Grande e a construir um índice de integridade ecológica para os cursos d’água de primeira ordem das bacias que banham a cidade, do córrego Prosa e Segredo. Para a caracterização dos habitats nos pontos de coleta foi desenvolvido um protocolo adaptado de Callisto et al. (2002), que demonstrou ser eficiente. Os pontos 1, 2 e 7 foram classificados, em ordem decrescente, como naturais e, próximo ao natural. As condições hidrológicas dos cursos d’água analisados foram semelhantes e as variáveis de velocidade média, profundidade e largura explicaram 99,93% da variação dos dados. Na ordenação direta realizada por Análises dos Componentes Principais (PCA) aplicada nas variáveis físicas, químicas e bacteriológicas analisadas (DBO5,20, OD, SST, SSF, SSV, turbidez, pH, alcalinidade total, condutividade elétrica, cálcio, PO4, nitrogênio amoniacal e coliformes totais e fecais, a soma dos 2 primeiros eixos explicou 85,12% da variação encontrada (primeiro eixo 56,72%; segundo eixo 28,4%). Somente um curso d’água que foi caracterizado como Natural, os dados físicos, químicos, bacteriológicos e das comunidades de macroinvertebrados bentônicos (ver abaixo) demonstraram ser impactado. Nos demais nove pontos coletados, os dados foram coincidentes com a caracterização determinada pelo protocolo. Nas análises da riqueza taxonômica, dominância de Simpson, e diversidade e equitabilidade de Shannon-Wiener, das comunidades de macroinvertebrados bentônicos houve separação dos pontos com menos impactos. Os pontos naturais 1 e 2 apresentaram maior diversidade e equitabilidade, seguidos do ponto próximo ao natural 7 respectivamente (Diversidade = 2.3; 2.1 e 1.9 e 0.4; equitabilidade = 0.5, 0.4 e 0.4). Somente o ponto 6 identificado como natural apresentou baixos parâmetros relacionados a estes índices, sendo a baixa diversidade, 0.4 e baixa equitabilidade, 0.1 e a mais alta dominância entre todos os pontos, demonstrando, que o curso d’água, mesmo estando dentro de uma Unidade de Conservação está sofrendo impactos. Nas análises das comunidades por ordenação indireta, por meio de escalonamento multidimensional híbrido (HMDS - stress = 0,08 e r² = 0,94), a composição das comunidades foi separada com relação aos impactos sofridos pelos pontos, conforme o protocolo de diversidade de habitat adaptado. A família Chironomidae foi a mais abundante em todos os pontos. Porém, os pontos naturais e, próximo ao natural, ficaram separados, com comunidades sensíveis aos impactos, e com média e baixa tolerância, demonstrando maior equilíbrio do ecossistema. Os impactados foram dominados por comunidade tolerante à poluição. O índice desenvolvido foi um índice multimétrico. Foram utilizadas 40 métricas, sendo 14 de composição; 6 de tolerâncias e 8 de índices. No entanto, somente 3 métricas apresentaram razões estatísticas para sua utilização, constituindo um índice com 15 pontos, que pode ser utilizado com confiança para as duas bacias estudadas.

Water pollution is a growing problem, especially in the water courses that flow through urban centres, receiving residential, commercial and even industrial effluents. The small amount of control that exists is often done by means of physical, chemical and bacteriological analyses. The lack of a biological alternative may be due to the paucity of research into the development of indices for pollution monitoring and control. In Brazil, such studies are still only beginning and in Mato Grosso do Sul are even rarer, especially in urban areas. For this reason, the present study proposed the development of an index of ecological integrity, based on the benthic macroinvertebrate communities of first order streams located within the urban perimeter of Campo Grande. To characterize the habitats at the sampling sites, an adaptation of the Protocol of Callisto et al. (2002) was developed. Sites 1, 2, 7 and 6 were classified, in decreasing order, as natural or semi-natural. The hydrological conditions of the streams were similar and mean velocity, depth and width explained 99.93% of the variation in the data. A Principal Components Analysis performed on the physical, chemical and bacteriological characteristics (namely, BOD, dissolved oxygen, volatile and fixed solids, turbidity, pH, total alkalinity, conductivity, calcium, orthophosphate, ammonia and total and fecal coliforms) of the sampling points explained 85.12% of the variance in the first two axes (56.72% in the first and 28.40% in the second). Only one water course characterized as natural was shown to be impacted according to the physical, chemical, bacteriological and macroinvertebrate communities (see below). In the analyses of taxonomic richness, Dominance of Simpson, and diversity and evenness of Shannon-Wiener of the macroinvertebrate communities, the least impacted sites could be distinguished. The natural sites one and two showed higher diversity and evenness, followed by site seven (diversity values of 2.3, 2.1 and 1.9, and evenness values of 0.5, 0.4 and 0.4, respectively). Only site six, identified as natural, showed low values, with diversity of 0.4 and evenness of 0.1 and the highest Dominance among all sites, 0,84. This demonstrates that the stream was suffering impacts, even though inside a Conservation Unit. In the analysis of the communities, using Hybrid Non-metric Multidimensional Scaling (stress = 0.08 and r2 = 0.94), the sites were separated in conformation with the habitat diversity protocol adopted. The family Chironomidae was most abundant at all the sites. Nevertheless, the natural and close to natural sites were separated with communities sensitive to impacts, and with medium to low tolerance, demonstrating greater ecosystem equilibrium. The impacted sites were dominated by communities tolerant to pollution. The developed index was multimetric. 40 metrics were tested, with 12 and 6 reflecting composition and tolerance, respectively, while 8 were indices. However, only three were found to be suitable to be used with confidence in the two studied basins, thus constituting an overall index of 15 points.